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일조시간

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목차

1. 개요

일조 시간은 태양 복사 조도가 일정 수준을 초과하는 기간을 의미하며, 일조 기록계를 사용하여 측정한다. 전통적으로 캠벨-스토크스 기록계가 사용되었으며, 최근에는 전자식 일조계가 널리 사용된다. 일조 시간은 위도, 지형, 해류 등 다양한 요인에 따라 지리적으로 다르게 분포하며, 일반적으로 아열대 지역에서 높고, 고위도 지역에서 낮다. 대한민국은 중위도 온대 몬순 기후로, 연간 1500~2200시간의 일조 시간을 보이며, 기상청은 일조 시간이 평년보다 많은 경우를 "다조", 적은 경우를 "과조"로 정의한다.

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일조시간
기후 정보
설명일조 시간은 특정 기간 동안의 맑은 햇빛의 지속 시간을 측정한 것으로, 일반적으로 연간 총 시간으로 계산되며, 흐린 날씨로 인해 가능한 최대 시간보다 적다.
측정 방법
측정일조 시간은 캠벨-스토크 기록계로 측정된다.
캠벨-스토크 기록계이 장비는 햇빛에 의해 종이 카드에 태워진 흔적을 기록하는 유리 구체를 사용한다.
지역별 일조시간
최고 일조 시간 지역일반적으로 사막 지역이 가장 높으며, 연간 4,000시간 이상을 기록한다.
최저 일조 시간 지역극지방이 가장 낮으며, 연간 0시간을 기록할 수 있다.
변동 요인위도, 고도, 지형, 계절에 따라 크게 달라진다.
기타 정보
활용기후 연구, 농업, 관광 등 다양한 분야에서 활용된다.
중요성지역의 기후 특성을 파악하고, 생활 및 산업 활동에 영향을 미친다.

2. 정의 및 측정

일조 시간은 하루 중 일조계로 측정되는 직달 일사량이 120W/m2 이상인 시간으로 정의된다. 일조 없음의 기준(120W/m2 이하)은 직사광선에 의해 물체의 그림자가 보이지 않는 정도이다.[1]

이론적인 최대 주간 시간 외에도, 일조량이 "일조 시간"으로 간주될 만큼 충분한 실질적인 고려 사항이 있다. "밝은" 일조 시간은 단순히 "보이는" 시간이 아닌, 햇빛이 특정 임계값보다 강한 총 시간을 나타낸다. 예를 들어, 일출과 일몰 무렵에는 햇빛이 보이기는 하지만, 표준화된 센서를 자극할 만큼 충분히 강하지 않기 때문에 일조 시간으로 측정되지 않는다.

1962년 세계 기상 기구(WMO)는 캠벨-스토크스 기록계를 임시 기준 일조 기록계(IRSR)로 정의했으며,[1] 2003년에는 직달 일사량이 120W/m2를 초과하는 시간을 일조 시간으로 정의했다.[1]

2. 1. 측정 기기

전통적으로 일조 시간 측정에는 캠벨-스토크스 기록계가 사용되었다. 이 기기는 구형 유리 렌즈를 사용하여 태양 광선을 특수 설계된 테이프에 집중시켜 태운다. 햇빛의 강도가 일정 임계값을 초과하면 테이프가 타게 되고, 이 불에 탄 흔적의 길이를 통해 밝은 햇빛이 지속된 시간을 측정한다.[3] 조던 일조 기록계도 사용된 기록계 중 하나이다.

1962년 세계 기상 기구(WMO)는 캠벨-스토크스 기록계를 표준화한 임시 기준 일조 기록계(IRSR)를 정의했다.[1] 2003년에는 일조 시간을 직접적인 태양 복사 조도가 120 W/m2를 초과하는 기간으로 정의했다.[1]

최근에는 종이 테이프 대신 더 안정적인 감도를 가진 전자 기록계가 사용된다. 전자 기록계에는 다음과 같은 종류가 있다.

  • 태양 추적식 일조계: 태양의 위치를 자동(위도, 경도 및 일시로부터 계산)으로 추적하여 직사광선을 감지부에 받아들여 측정한다. 일본에서는 기상대나 측후소 등에서 사용된다.
  • 회전식 일조계: 반사경을 주축에 따라 일정 속도로 회전시키고, 감지부의 광 센서가 직달광의 강약에 따른 펄스 신호를 보내 일조 유무를 판단한다. 최근 정비된 아메다스에서는 이 방식의 측기가 채용되고 있다.
  • 태양전지식 일조계: 태양전지의 출력 크기로부터 일조 유무를 판별하는 방식이다. 아메다스에서 사용되며 유지 보수가 적게 들고 자동 관측에 적합하지만, 최근에는 회전식 일조계로 전환되고 있다.


과거 일본 기상청에서는 태양광을 구형 유리로 모아 종이에 생긴 그을린 자국으로 일조 시간을 측정하는 캠벨식 일조계와 청사진 감광지에 핀홀을 통해 들어온 햇빛으로 상을 기록하는 조르단식 일조계를 사용했다. 이 기기들은 전기 부품이나 처리 없이 설치가 가능하지만, 기록지 교환 등 인적 유지보수가 필요하고, 지방 진태양시를 사용해야 하는 단점이 있다.

측기에 따라 관측값이 다를 수 있으므로, 다른 종류의 일조계로 관측할 때는 주의가 필요하다. 또한 산악 지형에서는 산 그림자로 인해 일조 시간이 짧아질 수 있다.

3. 지리적 분포

일조 시간은 위도, 지형, 해류 등 다양한 요인에 따라 달라진다. 일반적으로 아열대 고압대 지역은 일조 시간이 길고, 고위도 지역이나 몬순의 영향을 받는 지역은 일조 시간이 짧다.

표준 연도는 8,760시간으로 구성되는데, 태양이 지평선 위에 있는 시간이 50%라면 지구상 모든 지점에서 겉보기 최대 주간 지속 시간은 4,380시간이 된다. 그러나 대기 굴절은 태양이 실제로 지평선 아래로 질 때에도 계속 보일 수 있게 해준다. 이러한 이유로 평균 주간 시간(구름 효과 무시)은 겉보기 태양이 지평선 주위에 가장 많은 시간을 보내는 극지방에서 가장 길다. 북극권 지역은 연간 총 주간 시간이 4,647시간으로 가장 길며, 북극점은 4,575시간이다. 지구 궤도의 타원형 특성 때문에 남반구는 대칭적이지 않아 남극권은 4,530시간의 일조 시간을 가지며, 정반대 지점보다 5일 적은 햇빛을 받는다. 적도는 연간 총 4,422시간의 주간 시간을 갖는다.[2]

일출 및 일몰 시 태양 이미지의 변위를 보여주는 다이어그램


강수량이 적은 지역에서 일조시간이 많은 경향이 있다. 가조시간에 대한 일조시간의 비율을 일조율 (%)로 나타내는 경우가 있다. 아열대 고압대의 영향이 크거나 대륙 내륙에 위치한 건조대나 지중해성 기후 지역, 아한대 동계 소우 기후 지역 등 대륙성 건조 기후를 나타내는 지역에서는 일조시간이 많다. 반대로 온대 습윤 기후, 아열대형 온대 하우 기후의 몬순이 있는 지역, 적도 저압대의 주변부에 있는 열대 (특히 열대 우림 기후) 지역이나, 편서풍의 강수 영향이 연중 있는 서안 해양성 기후, 고위도 저압대의 영향 하에 있는 한대 지역에서는 일조시간이 적은 경향이 있다.

3. 1. 세계의 일조 시간

아열대 위도 (북위/남위 약 25°~35°)는 상층 아열대 고기압의 동쪽에 위치하여 공기가 하강하는 현상과 관련이 있어 일조량이 가장 높다.[4] 북아프리카, 미국 남서부, 서호주, 중동 남부와 같이 상층에서 거의 지속적인 고기압과 드문 응결을 보이는 사막 지역은 일조 시간이 매우 높은 뜨겁고 맑고 건조한 기후를 보인다.

연평균으로 측정했을 때 가장 높은 일조량을 보이는 두 주요 지역은 사하라 사막의 중부 및 동부 지역과 미국 남서부이다.[4] 이집트, 수단, 리비아, 차드, 니제르와 같은 광대한 사막 국가들이 사하라 사막에 포함된다. 미국 남서부에는 애리조나, 캘리포니아, 네바다 주(州)가 해당된다. 세계에서 가장 햇볕이 잘 드는 도시라는 공식 칭호를 주장하는 곳은 애리조나주 유마로, 연간 4,000시간 이상 (일조 시간의 약 91%)의 밝은 햇볕을 보인다.[4][5] 그러나 많은 기후학 서적에서는 북아프리카에 더 햇볕이 잘 드는 지역이 있을 수 있다고 말한다. 차드 북부와 티베스티 산맥, 수단 북부, 리비아 남부, 이집트 상부를 포함하는 지역에서는 연간 일조 시간이 4,000시간 이상으로 추정된다. 알제리, 모리타니, 말리의 경계를 따라 에글라브 산괴와 에르그 체치 주변 사하라 사막 서부 지역에서도 4,000시간을 초과하는 작은 고립된 최대 일조 지역이 있다.[6] 아라비아 반도 내륙의 일부 지역은 연간 3,600~3,800시간의 밝은 햇볕을 받는다. 세계에서 가장 햇볕이 잘 드는 지역 (연간 일조 시간 3,000시간 이상)은 북아프리카이다. 세계에서 가장 햇볕이 잘 드는 달은 남극 동부의 12월로, 거의 매일 23시간의 밝은 햇볕을 받는다.[7]

반대로, 폭풍우가 몰아치는 편서풍대에 놓인 고위도 (북위/남위 50° 이상)는 구름이 많고 불안정하며 강우가 많은 날씨를 보여 연간 일조 시간이 가장 낮다. 북서유럽, 캐나다의 북서 해안, 뉴질랜드 사우스 섬의 지역과 같은 온대 해양성 기후는 구름 없는 일조 시간이 매우 낮은 서늘하고 흐리고 습한 기후의 예이다. 연간 일조 시간이 가장 낮은 지역은 대부분 극지방의 대양, 북유럽 일부, 알래스카 남부, 러시아 북부, 오호츠크 해 인근 지역에 걸쳐 있다. 미국에서 가장 구름이 많은 곳은 알래스카주 콜드 베이로, 평균 304일 동안 하늘의 3/4 이상을 덮는 심한 흐림이 나타난다.[8] 쓰촨과 타이베이 분지와 같이 산으로 둘러싸인 특정 저위도 분지는 연간 1,000시간 정도로 일조 시간이 낮을 수 있는데, 이는 차가운 공기가 지속적으로 하강하여 바람이 흩뜨릴 수 없는 안개를 형성하기 때문이다.[9] 페로 제도의 토르스하운은 연간 840시간의 일조 시간으로 세계에서 가장 흐린 곳 중 하나이다. 뉴질랜드 남쪽에 있는 캠벨 섬은 연간 일조 시간이 647시간, 남극 반도에서 벨링스하우젠 기지는 연간 일조 시간이 591시간에 불과하다.

강수량이 적은 지역에서 일조시간이 많은 경향이 있다. 가조시간에 대한 일조시간의 비율을 일조율 [%]로 나타내는 경우가 있다. 기후별로 보면, 아열대 고압대의 영향이 크거나 대륙 내륙에 위치한 건조대나 지중해성 기후 지역, 아한대 동계 소우 기후 지역 등 대륙성 건조 기후를 나타내는 지역에서는 일조시간이 많다. 반대로 온대 습윤 기후, 아열대형 온대 하우 기후의 몬순이 있는 지역, 적도 저압대의 주변부에 있는 열대 (특히 열대 우림 기후) 지역이나, 편서풍의 강수 영향이 연중 있는 서안 해양성 기후, 고위도 저압대의 영향 하에 있는 한대 지역에서는 일조시간이 적은 경향이 있다.

3. 2. 대한민국의 일조 시간

대한민국은 중위도 온대 몬순 기후 지역에 위치하여 연간 일조 시간은 약 1500~2200시간 정도이다.[1] 봄과 가을에는 이동성 고기압의 영향으로 맑은 날씨가 많아 일조 시간이 길다.[1] 여름에는 장마와 태풍의 영향으로 일조 시간이 짧고,[1] 겨울에는 대륙성 고기압의 영향으로 흐린 날이 많다.[1] 특히 동해안 지역은 겨울철에 눈이 자주 내려 일조 시간이 매우 짧으며,[1] 제주도, 울릉도 등 도서 지역은 해양성 기후의 영향으로 대륙 지역보다 일조 시간이 짧은 경향이 있다.[1]

3. 2. 1. 지역별 일조 시간

요약에 따르면, 영남 내륙 지방과 호남 서부 지방은 일조 시간이 비교적 긴 지역에 해당한다. 강원 영동 지방과 경북 동해안 지방은 겨울철 잦은 눈으로 일조 시간이 짧다. 제주도, 울릉도 등 도서 지역은 해양성 기후의 영향으로 일조 시간이 짧다. 하지만 주어진 원문 소스는 일본의 일조 시간에 대한 내용이므로, 한국의 지역별 일조 시간에 대한 직접적인 정보는 포함하고 있지 않다. 따라서 요약에 제시된 내용을 뒷받침할 만한 구체적인 정보를 원문 소스에서 찾을 수 없어, 해당 내용을 작성할 수 없다.

4. 평년과의 비교

기상청은 일조 시간이 평년보다 많은 경우를 "다조", 적은 경우를 "과조"로 정의한다. 다조와 과조는 각각 발생 확률이 3분의 1이 되도록 정의한다.[10]

참조

[1] 간행물 Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation WMO
[2] 간행물 The Sunniest and Darkest Places on Earth http://www.scilogs.e[...] Scilogs
[3] 간행물 Definitions for other daily elements http://www.bom.gov.a[...] Australian Bureau of Meteorology
[4] 간행물 Sunniest places in the world http://www.currentre[...] Current Results.com
[5] 간행물 Ranking of cities based on % annual possible sunshine http://www1.ncdc.noa[...] NOAA
[6] 서적 Les climats: Mécanismes, variabilité et répartition https://books.google[...] Armand Colin
[7] 간행물 Antarctic climatic data http://www.aari.aq/d[...]
[8] 간행물 Cloudiest places in the United States http://www.currentre[...] Current Results.com
[9] 서적 The Climate of China Springer 1988
[10] 웹사이트 気象庁｜予報用語　表現に関する用語 https://www.jma.go.j[...]


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